ВВЕДЕНИЕ 4
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ 6
1. Кристаллическая структура 6
1.2 Магнитные свойства гексаферрита бария BaFe12O19 7
1.3 Свойства и применение ферритов со структурой гексаферрита бария 8
1.4 Методы получения 10
1.4.1 Золь -гель метод 10
1.4.2. Метод гидротермального синтеза 12
1.4.3. Метод твердофазного синтеза 13
1.4.4. Метод совместного осождения 15
1.4.6 Получение монокристаллов из раствора 16
1.4.7Метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. 17
1.5.Обзор работ посвященных синтезу и изучению свойств гексаферритов бария частично замещенных галлием и хромом 18
1.5.1 Ферриты состава BaFe12-x-yCrxGayO9 18
1.5.2 Ферриты состава BaFe12-x-GaxO19. 19
1.5.2 Ферриты состава BaFe12-xCrxO19, 20
1.6 Постановка задачи исследования 20
2 Экспериментальная часть 22
2.1 Методика получения образцов ферритов состава 22
BaFen.5-xGa0,5CrxO19 и BaFe1L5-xСr05GaxO19 22
2.2. Рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализ полученных ферритов 23
2.2.2 Электронная микроскопия и рентгеноспектральный микроанализ... 25
2.4 Изучение теплоёмкости полученной керамики методом
дифференциально сканирующей калориметрии (ДСК) 26
2.5 Изучение начальной магнитной проницаемости 27
2.6 Изучение плотности и пористости полученной керамики 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ. 30
Список литературы
Сегодня гексаферриты бария привлекают большой интерес благодаря возможности модификации их кристаллической структуры. Эти ферриты широко используются в радиотехнике, электронике, автоматизации и в технологиях со сверхвысокими частотами (СВЧ). Интерес к ним вызван набором факторов, среди которых выделяются высокие значения намагниченности насыщения, остаточной намагниченности, коэрцитивной силы, магнитной анизотропии, температуры Кюри, а также относительно высокое электросопротивление.
Еще одно важное свойство ферритов заключается в их устойчивости к коррозии и термической стабильности, что позволяет использовать эти материалы в различных технологиях, как, например, магнитные записывающие устройства, микроволновые устройства и трансформаторы. Гексаферриты бария М-типа с магнетоплюмбитовым типом структуры нашли применение в различных отраслях науки и техники в качестве магнитотвердых материалов для постоянных магнитов и магнитных композитов, в устройствах хранения информации и магнитооптических устройствах. В последние годы гексаферриты находят все большее применение в электронных устройствах субтерагерцового диапазона частот: перестраиваемых резонаторах, изоляторах, а также в радиопоглощающих покрытиях, в которых гексаферриты используются как в виде пленок, так в виде объемных материалов.
В последние годы большое внимание уделялось синтезу ферритов легированными элементами (Al, Ti, Mn, Co, Ni, Cu, W, Zn, Cr), что позволяет изменять магнитные и физические свойства в широчайших диапазонах. Функциональные свойства BaFei2Oi9 могут быть существенно изменены путем частичной или полной замены Ba и Fe на другие элементы. Такое изменение состава позволяет существенно варьировать степень магнитной анизотропии, величину коэрцитивной силы и температуру Кюри.
Цель данной выпускной квалификационной работы - проверить возможность получения одновременно, замещенного хромом и галлием гексаферрита бария. Определить основные физико-химические параметры необходимые для синтеза феррита.
Задачи:
1. Провести синтез двух серий образцов состава BaFe11j5_xCr0j5GaxO19 и BaFe11,5_xGa0,5CrxO19.
2. Методом рентгенофазового и рентгеноструктурного анализа изучить фазовый состав полученных образцов.
3. Методом электронной микроскопии изучить морфологию поверхности полученных образцов.
4. Методом рентгеноспектрального анализа изучить элементный состав полученных образцов.
5. Определить значение температратуры Кюри полученных ферритов.
6. Измерить значение начальной магнитной проницаемости полученных ферритов.
7. Обобщить полученные данные выявить закономерности влияния элементного состава на изменение структуры и свойств ферритов.
Методом твердофазного синтеза получены две серии ферритов бария состава BaFe12-xCr0.5GaxO19 и BaFe12-xGa0.sCr0.5O19 в которых железо Ре3+одновременно замещено на Ga3+ и Cr3+. Выявлено что температура 1400 °С и изотермическая выдержка в течении 5 часов являются оптимальными параметрами для проведения твердофазной реакции.
Методом рентгеноструктурного анализа изучен характер искажения кристаллической решетки, происходящий в результате замещения железа на ионы Ga3+ и Cr3+. Установлено что увеличение степени замещения галлием приводит к уменьшению параметра, а - кристаллической решетки параметр с
- при этом остается неизменным. При замещении хромом происходит монотонное уменьшение параметра а и с - кристаллической решетки.
Методом дифференциально-сканирующей калориметрии установлена влияние степени замещение на значение температуры Кюри ферритов.
Установлено что увеличение степени замещения как хромом, так и галлием приводят к монотонному уменьшению значения температуры Кюри. Выявлено что замещение галлием при постоянном значении хрома приводит более сильному уменьшению температуры Кюри.
Измерены значение начальной магнитной проницаемости. Установлено что все исследуемые ферриты имеют достаточно низкое значение начальной магнитной проницаемости на частоте 100 кГц. Выявлено что зависимость не монотонно зависит от степени замещения галлием и хромом. Для образцов состава BaFen.5-xGaxCr0.5O19 до степени замещения x(Ga) = 1.5 происходит уменьшение магнитной проницаемости, в диапазоне x(Ga) = 1.5 - 2.5
магнитная проницаемость возрастает. Для образцов состава BaFe11.5- xGa0.5CrxO19 магнитная проницаемость возрастает до степени замещения x(Cr)=1 и при дальнейшем увеличении концентрации хрома значение магнитной проницаемости остается неизменным.
Рассчитаны значение рентгеновской и кажущейся плотности полученных образцов. На их основе рассчитано значение пористости. Зависимости пористости от состава феррита не обнаружено. Установлено что значение пористости керамики может манятся случайным образом в диапазоне 5 -25 %.
